王世充见势不妙，仓皇撤退。隋军溃不成军，丢盔弃甲，逃回洛阳。此战，任镶以少胜多，斩杀隋军数千，缴获器械粮草无数。
此战，任镶善于用兵，既能坚守城池，又能主动出击，偷袭隋军粮队，使其后勤补给中断，军心涣散。展现了高超的军事才能。王世充则低估了任镶的决心与谷州的防御能力，盲目强攻，导致损失惨重。
谷州之战是唐初统一战争中的一场经典战役。任镶以智勇双全的指挥，击退了王世充的三万大军，为唐朝的最终胜利奠定了基础。千载之下，这段历史仍令人感慨不已。任镶的英勇事迹被载入史册，成为唐初名将的典范。
王世充隋朝残余力量侵犯谷州失利导致其军队损失惨重，严重削弱了东都洛阳的军事实力。这使得他在后续与唐朝的对抗中处于更加不利的地位。此次战败对王世充军队的士气也造成了打击，部分将领和士兵可能对王世充的领导能力产生怀疑，甚至出现叛逃或投降唐朝的情况。此次失利使王世充在战略上陷入被动，难以再主动出击，只能采取守势，进一步压缩了他的生存空间。
谷州之战的胜利巩固了唐朝在河南地区的防线，确保了关中与中原地区的联系畅通，为唐朝进一步统一全国奠定了基础，唐朝在谷州之战中展现出的军事实力和组织能力，增强了其他割据势力对唐朝的敬畏，为后续招降纳叛创造了有利条件，为不久之后，李世民发动对洛阳的总攻奠定了基础。
谷州之战的军情战报传回长安，唐朝朝廷非常高兴，下令赏赐任镶等有功将士。